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结合极限平衡条分法和有限元法的各自优点,提出从有限元法的分析结果中提取出滑动面上的应力分布,然后通过转化求得滑动面上的正应力分布,以此正应力作为边坡滑动面上的初始应力。引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正,把修正后的滑动面正应力带入极限平衡方程组中,经简单迭代计算,求出未知参数和边坡的安全系数。通过对工程实例的稳定性计算,对比分析该方法和其他常用方法的计算结果,验证了该方法的合理性,其计算结果能够真实反映边坡的稳定状态。
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第
33
卷 第
1
期 河 北 工 程 大 学 学 报
(
自 然 科 学 版
) Vol. 33 No. 1
2016
年
03
月
Journal of Hebei University of Engineering ( Natural Science Edition)
Mar. 2016
收稿
日期
: 2015-10-07
基金项目
:
国家重点基础研究发展计划项目
( 2012CB417005)
作者简介
:
刘光
( 1991-)
,
男
,
安徽芜湖人
,
硕士
,
研究方向为岩土工程及渗流理论与测试
。
文章
编号
: 1673-9469( 2016) 01-0100-05 doi: 10. 3969 /j. issn. 1673-9469. 2016. 01. 022
基于滑面应力场修正的改进极限平衡法
刘
光
1
,
陈
建
生
2
,
李
明
坤
1
( 1.
河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室
,
江
苏 南京
210098;
2.
河海大学 地球科学与工程学院
,
江苏 南京
210098)
摘
要
:
结合极限平衡条分法和有限元法的各
自优点
,
提出从有限元法的分析结果中提取出滑动
面上的应力分布
,
然后通过转化求得滑动面上的正应力分布
,
以此正应力作为边坡滑动面上的
初始应力
。
引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正
,
把修正后的滑动面正应力带入极
限平衡方程组中
,
经简单迭代计算
,
求出未知参数和边坡的安全系数
。
通过对工程实例的稳定
性计算
,
对比分析该方法和其他常用方法的计算结果
,
验证了该方法的合理性
,
其计算结果能够
真实反映边坡的稳定状态
。
关键词
:
有限元法
;
极限平衡法
;
正应力修正
;
滑动面
;
应力分布
;
边坡
;
稳定性
中图分类号
: TU43
文献标识码
: A
The revised limit equilibrium method on normal stress
placed on sliding surface
LIU Guang
1
,CHEN Jian-sheng
2
,LI Ming-kun
1
( 1. College of Civil and Transportation Engineering,Hohai University,Jiangsu Nanjing 210098,China;
2. School of Earth Sciences and Engineering,Hohai University,Jiangsu Nanjing 210098,China)
Abstract: Combining the advantages of the limit equilibrium slice method and finite element method,
the stress distribution on the sliding surface is concluded from the analysis result of finite element
method. Through simple transformation,the normal stress distribution on the sliding surface can be
obtained which could be used as initial stress on the sliding surface of slope. Then two unknown pa-
rameters were introduced to make correction for the normal stress which will led to the unknown pa-
rameter and safety factor of slope by substituting revised normal stress on the sliding surface into limit
equilibrium equations and several simple iteration. By comparing the stability calculation results of the
method introduced and other normal methods in specific engineering,the feasibility of the introduced
method is verified.
Key words: the finite element method; the limit equilibrium method; modifying normal stresses
滑
坡
作为全球三大地质灾害之一
,
一直是国
内外学者研究的热点
,
经过多年来学者们的不懈
努力
,
边坡问题分析方法的研究已获得长足发展
。
现阶段其计算方法主要是极限平衡法
[1]
和强
度折
减法
[2]
,
极限平衡法的广泛应用取得了良
好效
果
[3-4]
。
但极限平衡法假定各土条
为刚体
,
不能充
分考虑土体的应力应变关系
,
同时其计算结果并
不能完全反映边坡的实际稳定状态
,
因此这些方
法存在很多缺陷
[5]
。
为了解决上述问题
,
国内
外
学者对极限平衡条分法做了大量的改进工作
[6-9]
。
为了解决极限平衡条
分法评价边坡稳定性的局限
性
,
以有限元法为代表的岩土数值分析方法应运
而生
。
这类方法不但能考虑坡体变形对边坡稳定
性的影响
,
而且能通过边坡内应力应变分布分析
边坡失稳过程等
,
但其很难给出具有明确物理意
义的稳定安全系数
[10-11]
。
因此
,
郭
子仪等
[12]
以切
向和法向弹簧模拟
滑坡体和滑床之间的接触摩擦
问题
,
提出了适合于边坡问题的有限元极限平衡
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